As plantas não podem falar quando estão com sede. E sinais visuais, como folhas murchas ou amarronzadas, não começam até que a maior parte da água tenha acabado. Para detectar a perda de água mais cedo, Júlia Barbosa e colegas, relatando em Materiais e interfaces aplicados ACS, criou um sensor vestível para folhas de plantas. O sistema transmite dados sem fio para um aplicativo de smartphone, permitindo o gerenciamento remoto do estresse hídrico em jardins e plantações.
Os dispositivos vestíveis mais modernos são mais do que simples contadores de passos. Alguns relógios inteligentes agora monitoram a atividade elétrica do coração do usuário com eletrodos que ficam em contato com a pele. E como muitos dispositivos podem compartilhar os dados coletados sem fio, os médicos podem monitorar e avaliar a saúde de seus pacientes à distância.
Da mesma forma, dispositivos vestíveis para plantas poderiam ajudar agricultores e jardineiros a monitorar remotamente a saúde de suas plantas, incluindo o teor de água nas folhas — o marcador crucial do metabolismo e do estresse hídrico. Anteriormente, pesquisadores haviam desenvolvido eletrodos metálicos para esse fim, mas os eletrodos apresentavam problemas de fixação, o que reduzia a precisão dos dados. Assim, a equipe de Renato Lima buscava identificar um design de eletrodo que fosse confiável para o monitoramento de longo prazo do estresse hídrico das plantas e que, ao mesmo tempo, permanecesse fixo.
Os pesquisadores criaram dois tipos de eletrodos: um feito de níquel depositado em um padrão estreito e ondulado, e o outro cortado de papel parcialmente queimado coberto com uma película de cera. Quando a equipe fixou os dois eletrodos em folhas de soja destacadas com fita adesiva transparente, os eletrodos à base de níquel tiveram melhor desempenho, produzindo sinais maiores à medida que as folhas secavam. As de metal também aderiram mais fortemente ao vento, o que provavelmente ocorreu porque o design fino e irregular do filme metálico permitiu que mais fita se conectasse com a superfície da folha.
Em seguida, os pesquisadores criaram um dispositivo vestível com eletrodos de metal e o conectaram a uma planta viva em uma estufa. O dispositivo compartilhou dados sem fio com um aplicativo de smartphone e site, e uma técnica de aprendizado de máquina simples e rápida converteu com sucesso esses dados em porcentagem de conteúdo de água perdido.
Os pesquisadores dizem que o monitoramento do teor de água nas folhas pode fornecer indiretamente informações sobre a exposição a pragas e agentes tóxicos. Como o dispositivo vestível para plantas fornece dados confiáveis em ambientes fechados, eles agora planejam testar os dispositivos em jardins e plantações ao ar livre para determinar quando as plantas precisam ser regadas, potencialmente economizando recursos e aumentando a produtividade.
No entanto, Barbosa e seus colegas escrevem em seu artigo que a tecnologia também pode melhorar a segurança alimentar, além da produtividade. "Nossa plataforma pode ser de importância crucial não apenas para fornecer informações sobre o desempenho de insumos agrícolas para acelerar sua comercialização, mas também para auxiliar na avaliação da toxicidade de nanomateriais, monitorando o desenvolvimento da planta em tempo real, contribuindo assim para a segurança das nanotecnologias."
LEIA O ARTIGO
Barbosa, JA, Freitas, VMS, Vidotto, LHB, Schleder, GR, de Oliveira, RAG, da Rocha, JF, Kubota, LT, Vieira, LCS, Tolentino, HCN, Neckel, IT, Gobbi, AL, Santhiago, M. e Lima, RS (2022) "Eletrodos vestíveis biocompatíveis em folhas para o monitoramento in loco da perda de água em plantas," Materiais e interfaces aplicados da ACS. https://doi.org/10.1021/acsami.2c02943
